Een goede oppervlaktevoorbereiding op kleine ronde gereedschappen kan de standtijd verlengen, de bewerkingscyclustijden verkorten en de kwaliteit van het bewerkte oppervlak verbeteren. Maar het kiezen van de juiste gereedschapscoating voor uw bewerkingsbehoeften kan verwarrend en arbeidsintensief zijn.
Elke coating heeft zowel voor- als nadelen bij het bewerken. Als een ongeschikte coating wordt gekozen, kan dit resulteren in een kortere standtijd dan een gereedschap zonder coating, en soms zelfs meer problemen veroorzaken dan vóór de coating.
Er zijn veel soorten gereedschapscoatings om uit te kiezen, waaronder PVD-coatings, CVD-coatings en composietcoatings die afwisselend PVD en CVD coaten, enz. Deze coatings zijn eenvoudig verkrijgbaar bij gereedschapsfabrikanten of coatingleveranciers. Vloer.
Dit artikel zal kort de gemeenschappelijke eigenschappen van sommige gereedschapscoatings en enkele veelgebruikte PVD- en CVD-coatingopties introduceren. Elke eigenschap van de coating speelt een belangrijke rol bij het bepalen welke coating het meest gunstig is voor snijbewerkingen.
1 Eigenschappen van de coating
hardheid
De hoge oppervlaktehardheid die door de coating wordt veroorzaakt, is een van de beste manieren om de standtijd te verlengen. Over het algemeen geldt: hoe harder het materiaal of oppervlak, hoe langer het gereedschap meegaat.
Titaniumcarbidenitride (TiCN) coatings hebben een hogere hardheid dan titaniumnitride (TiN) coatings. Door de toename van het koolstofgehalte wordt de hardheid van de TiCN-coating met 33 procent verhoogd en varieert de hardheid van ongeveer Hv3000 tot 4000 (afhankelijk van de fabrikant).
De toepassing van CVD-diamantcoating met een oppervlaktehardheid zo hoog als Hv9000 op snijgereedschappen is relatief volwassen. Vergeleken met snijgereedschappen voor PVD-coating is de levensduur van snijgereedschappen met CVD-diamantcoating 10 tot 20 keer toegenomen. De hoge hardheid van diamantcoating en de mogelijkheid om de snijsnelheid 2 tot 3 keer te verhogen in vergelijking met niet-gecoate gereedschappen, maken het een goede keuze voor het doorslijpen van non-ferromaterialen.
slijtvastheid
Slijtvastheid verwijst naar het vermogen van een coating om slijtage te weerstaan. Hoewel sommige werkstukmaterialen op zichzelf niet al te hard zijn, kunnen tijdens de productie toegevoegde elementen en processen ervoor zorgen dat de snijkant van het gereedschap afbladdert of bot wordt.
gladheid van het oppervlak
Een hoge wrijvingscoëfficiënt verhoogt de snijwarmte, wat leidt tot een kortere levensduur van de coating en zelfs tot defecten. Het verminderen van de wrijvingscoëfficiënt kan de standtijd aanzienlijk verlengen. Een fijn, glad of regelmatig getextureerd coatingoppervlak helpt de snijwarmte te verminderen, omdat het gladde oppervlak ervoor zorgt dat spanen snel van het spaanvlak glijden, waardoor de warmteontwikkeling wordt verminderd. Gecoate gereedschappen met een betere oppervlaktesmering kunnen ook met hogere snijsnelheden worden bewerkt dan niet-gecoate gereedschappen, waardoor heet lassen met het werkstukmateriaal verder wordt vermeden.
oxidatie temperatuur
Oxidatietemperatuur verwijst naar de temperatuurwaarde waarbij de coating begint te ontleden. Hoe hoger de waarde van de oxidatietemperatuur, hoe gunstiger het is om te snijden bij hoge temperaturen. Hoewel de hardheid bij kamertemperatuur van TiAlN-coating lager kan zijn dan die van TiCN-coating, is bewezen dat het veel effectiever is dan TiCN bij verwerking bij hoge temperaturen. Voeg WeChat: Yuki7557 toe om een kopie van de zelfstudie over het macroprogramma te verzenden. De reden waarom de TiAlN-coating bij hoge temperaturen toch zijn hardheid kan behouden, is dat er een laagje aluminiumoxide tussen het gereedschap en de chip gevormd kan worden. De aluminiumoxidelaag kan warmte van het gereedschap naar het werkstuk of spanen overbrengen. Hardmetalen gereedschappen hebben doorgaans hogere snijsnelheden in vergelijking met sneldraaiende stalen gereedschappen, waardoor TiAlN de coating bij uitstek is voor hardmetalen gereedschappen. Hardmetalen boren en vingerfrezen zijn vaak voorzien van deze PVD TiAlN-coating.
Anti-adhesie
De antiadhesie-eigenschap van de coating voorkomt of vermindert de chemische reactie tussen het gereedschap en het materiaal dat wordt verwerkt, waardoor afzetting van werkstukmateriaal op het gereedschap wordt voorkomen.
Bij het bewerken van non-ferrometalen (zoals aluminium, messing, enz.) treedt vaak snijkantsopbouw (BUE) op het gereedschap op, wat kan leiden tot afbrokkeling van het gereedschap of werkstukafmetingen die buiten de toleranties vallen. Zodra het te bewerken materiaal aan het gereedschap begint te hechten, blijft de hechting toenemen.
Bij het bewerken van een aluminium werkstuk met een vormtap zal het aan de tap gehechte aluminium toenemen na elk bewerkt gat, zodat de diameter van de tap uiteindelijk te groot wordt, waardoor de maat van het werkstuk buiten de tolerantie valt en wordt gesloopt. Coatings met goede antihechteigenschappen werken goed, zelfs in bewerkingssituaties waar de koelmiddeleigenschappen slecht of onvoldoende geconcentreerd zijn.
2 Veelgebruikte coatings
1 Titaannitridecoating (TiN)
TiN is een PVD-coating voor algemeen gebruik die de hardheid van het gereedschap verhoogt en een hogere oxidatietemperatuur heeft. De coating kan worden gebruikt voor snijgereedschappen van snelstaal of vormgereedschappen om zeer goede verwerkingsresultaten te verkrijgen.
2 Titaancarbidenitridecoating (TiCN)
Het koolstofelement dat aan de TiCN-coating is toegevoegd, kan de hardheid van het gereedschap verhogen en een betere oppervlaktesmering verkrijgen, wat een ideale coating is voor gereedschappen van snelstaal.
3 Stikstof-aluminium-titanium of stikstof-titanium-aluminium coating (TiAlN/AlTiN)
De aluminiumoxidelaag gevormd in de TiAlN/AlTiN-coating kan de levensduur van het gereedschap bij hoge temperaturen effectief verbeteren. Deze coating kan worden gekozen voor hardmetalen gereedschappen die voornamelijk worden gebruikt bij droog of halfdroog zagen. Afhankelijk van de verhouding van aluminium en titanium in de coating, kunnen AlTiN-coatings een hogere oppervlaktehardheid bieden dan TiAlN-coatings, dus het is een andere haalbare coatingoptie voor machinale bewerking met hoge snelheid.
4 Chroom aluminium nitride coating (AlCrN)
De goede antiklontereigenschappen van de AlCrN-coating maken het de coating bij uitstek in de verwerking die gevoelig is voor opbouwrand. De bewerkingsprestaties van snelstaal- of hardmetalen snijgereedschappen en vormgereedschappen zullen aanzienlijk worden verbeterd na het aanbrengen van deze bijna onzichtbare coating.
5 Diamantcoating (diamant)
CVD-diamantcoating kan de beste prestaties leveren voor bewerkingsgereedschappen voor non-ferrometaalmaterialen en is een ideale coating voor het verwerken van grafiet, metaalmatrixcomposieten (MMC), aluminiumlegeringen met een hoog siliciumgehalte en vele andere sterk schurende materialen (Opmerking: pure diamantcoating Het snijgereedschap kan niet worden gebruikt om stalen onderdelen te bewerken, omdat bij het bewerken van stalen onderdelen veel snijwarmte wordt gegenereerd en een chemische reactie wordt veroorzaakt, waardoor de hechtlaag tussen de coating en het gereedschap wordt vernietigd.
Er zijn verschillende coatings voor hard frezen, tappen en boren, elk met zijn eigen specifieke toepassing. Daarnaast zijn er ook meerlaagse coatings beschikbaar, waarbij andere coatings zijn ingebed tussen de oppervlaktelaag en het gereedschapssubstraat, wat de levensduur van het gereedschap verder kan verlengen.
3 Succesvolle applicatie van de coating
Het realiseren van een kosteneffectieve toepassing van een coating kan van veel factoren afhangen, maar er zijn meestal slechts één of enkele haalbare coatingopties voor elke specifieke verwerkingstoepassing.
De juiste keuze van coating en de eigenschappen ervan kunnen het verschil betekenen tussen een merkbare verbetering in verwerkbaarheid en weinig of geen verbetering. De snedediepte, de snijsnelheid en het koelmiddel kunnen allemaal van invloed zijn op hoe goed een gereedschapscoating wordt aangebracht.
Vanwege de vele variabelen die bestaan bij het bewerken van een werkstukmateriaal, is een van de beste manieren om te bepalen welke coating u moet kiezen, door middel van proefsnijden. Coatingleveranciers ontwikkelen voortdurend nieuwe coatings om de hoge temperatuurbestendigheid, wrijvingsweerstand en slijtvastheid van de coating verder te verbeteren. Het is altijd goed om samen te werken met fabrikanten van coatings (gereedschappen) om de nieuwste en beste gereedschapscoatings voor verspanende toepassingen te valideren.
